En la actualidad, las disciplinas biotecnológicas han alcanzado el primer objetivo: desarrollar microorganismos recombinantes para producir masivamente moléculas biológicas por medio del proceso de fermentación. El clásico ejemplo es el de la insulina humana. Adicionalmente, la biotecnología ha permitido desarrollar semillas modificadas genéticamente con inmunidad o resistencia a los rigores del clima, a las plagas (figura 2c, el caso del maíz transgénico en México resistente al gusano cogollero), a sequías y a limitación de nutrientes; lo que ha permitido desarrollar la agricultura en países como México.⁵

Sin embargo, los otros dos objetivos planteados hace 35 años no se han podido alcanzar. James Collins, Jay Keasling, Craig Venter y Drew Endy, algunos de los líderes actuales de la bioingeniería, atribuyen esto a que la biotecnología no ha alcanzado el punto de maduración de otras ingenierías, en las cuales es posible crear sistemas jerárquicos y complejos a partir de partes estandarizadas. Un claro ejemplo de esto es el caso de la ingeniería eléctrica, terreno en el que se ha logrado fabricar y diseñar transistores, capacitores y resistencias estandarizadas ensamblables con facilidad para construir circuitos y sistemas más complejos como chips de computadoras. El reto por vencer para la bioingeniería es estandarizar partes biológicas como bases proteínicas, genes sintéticos, células y circuitos susceptibles de ser acoplados para construir sistemas más complejos como un microorganismo unicelular capaz de producir alcohol a partir de agua, de bióxido de carbono o de luz –ingredientes básicos de los procesos de fermentación–. Pero, también es de suma importancia que la dificultad de ensamblaje de estas partes biológicas sea similar a la de manufacturar una computadora en la actualidad.⁴

Drew Endy creó el ambicioso proyecto BioBrick (brick, ladrillo en inglés), con el cual se dio uno de los pasos más importantes en esta dirección. BioBrick es una organización que tiene el objetivo de registrar partes biológicas como proteínas, enzimas, genes sintéticos, etc. (lo que correspondería al hardware, si lo comparamos con una computadora); además de segmentos de ADN sintético que contienen las instrucciones para ejecutar funciones básicas biológicas (el ADN es un programa en código, análogo al software en una computadora). La meta final es tener un inventario de piezas y códigos con libre acceso al mundo académico, para que el ensamble de máquinas biológicas sea tan fácil como jugar el famoso juego de LEGO (figura 4).⁴

Uno de los trabajos pioneros en el diseño de partes estandarizadas se desarrolló en la Universidad de Boston, en el laboratorio de James Collins, donde se construyó el primer circuito genético dentro de una bacteria –Escherichia coli–. Este circuito permite que la bacteria esté sólo en uno de dos estados (producción o no producción de proteína A) regidos por la presencia de altas o bajas concentraciones de un agente químico específico. Así, E. coli fue la primera bacteria que pudo actuar como una memoria biológica, haciendo analogía con el código binario (ceros y unos) que es la manera como se almacena memoria en computadoras (figura 5).

Todo esto generó un gran auge en la construcción de posibles circuitos biológicos y catalizó el desarrollo de distintas partes biológicas estandarizadas. En la Universidad de Harvard, el equipo de Jay Keasling logró construir, mediante partes estandarizadas, una trayectoria biológica (lo equivalente a una línea de producción en una fábrica o planta química) en la levadura para producir ácido artemisinina –el componente básico del medicamento para curar la malaria– a bajo costo, lo cual significó un gran paso para la bioingeniería, ya que el trabajo emula la construcción de una planta química (microorganismo) con tuberías (código genético o ADN), reactores (ribosomas) y purificadores (membrana celular).⁵

Éstos, entre otros desarrollos tecnológicos, ha generado un gran optimismo y se cree que para 2035 será posible alcanzar la mayoría de los objetivos planteados para la biotecnología hace 35 años.